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Introduction : L’avion est aujourd’hui le moyen de transport le plus utilisé pour les trajets sur des très longues distances (+1000km).

Publié le 18/11/2018

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Introduction : L’avion est aujourd’hui le moyen de transport le plus utilisé pour les trajets sur des très longues distances (+1000km). Il est également le moyen de transport le plus sûr au monde avec aucuns morts en 2017. Néanmoins, des accidents se sont produits dans le passé et quand ils n’étaient pas dû à l’erreur humaine, leur cause était la météo. On peut alors s’interroger sur les limites de la technologie aéronautique moderne face aux conditions météos les plus rudes. Notre problématique est donc : Dans quelles conditions de météo extrêmes un avion peut-il voler ou atterrir ? I) Le givre   Introduction : Le givre est une couche de glace qui se forme lors de la congélation de gouttes surfondues. Ce phénomène peut se produire dans la vie de tous les jours lorsque la température est inférieure à 0°C. Cependant, le givre peut aussi s’avérer être un perturbateur de vol. Nous pouvons alors nous demander :   Comment le givre peut-il perturber les conditions de vol d’un avion ?   Le givre, un état métastable de l’eau   Le givrage est dû à la présence d’eau sous forme liquide à des températures négatives, bien que la température de solidification de l’eau soit de 0°C. Lorsqu'une goutte est produite par condensation (changement d’état gazeux à l’état liquide) sous une temp...

« Le givrage est dû à la présence d'eau sous forme liquide à des températures négatives, bien que la température de solidification de l'eau soit de 0°C.

Lorsqu'une goutte est produite par condensation (changement d'état gazeux à l'état liquide) sous une température inférieure à 0°C, celle-ci devient alors une gouttelette en surfusion.

La surfusion est l'état d'une matière qui parvient à rester en état liquide alors que sa température est inférieure à son point de solidification, cet état est dit métastable, cela signifie que l'état est stable mais qu'à la moindre perturbation la matière changera d'état pour en atteindre un plus stable que le précédent.

Le principe de la métastabilité peut être schématisé par une boule en équilibre dans un creux peu profond, dès qu'elle bougera légèrement elle tombera dans un creux profond ou elle sera stable.       Par conséquent quand un avion entre en contact, avec des gouttelettes en surfusion, celles-ci sortent de leur état métastable et deviennent solides car la température de solidification de l'eau est 0°C.   Donc lorsque qu'un avion entre en contact avec des gouttelettes en surfusion, celles-ci sortent de leur état métastable et deviennent solides.

Les zones où les températures varient entre 0°C et -10°C présente le plus gros risque de givrage car les nuages sont composés majoritairement de gouttelette, le reste du nuage est fait de cristaux de glaces qui ne se transformeront pas en givre.    Entre -10°C à -20°C les nuages sont composés de cristaux de glaces et de gouttelettes donc le risque de givrage est toujours présent mais il est moins important.    Sur ce schéma, on peut observer la température de l'air en fonction de l'altitude.

Un avion de ligne vol a une altitude d'environ 9000m.

Sur ce tableau, on observe donc qu'à son altitude de croisière, aucun givre ne se formera sur ses ailes.. »

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